Ô tô chạy bằng hydro có xanh hơn ô tô điện không? Những chiếc xe chạy bằng hydro có phải là sự thay thế di chuyển tốt nhất cho tương lai? Chúng không thải ra CO2 trong quá trình lái xe - điều này có nghĩa là chúng không gây ô nhiễm? Tìm hiểu những kiến ​​thức cơ bản về ô tô chạy bằng khí hydro và đâu là lựa chọn tốt nhất để bảo vệ môi trường hiện nay.

Một chiếc ô tô chạy bằng nhiên liệu hydro gồm thành phần chính là một bình hydro cung cấp năng lượng cho pin nhiên liệu với khí hydro áp suất cao sẽ trộn với oxy. Hỗn hợp này bắt đầu phản ứng điện hóa tạo ra điện để cung cấp năng lượng cho động cơ điện. Điều này có nghĩa là ô tô chạy bằng hydro có đặc điểm của cả ô tô điện (do sử dụng năng lượng điện và động cơ) và ô tô chạy xăng thông thường (vì có bình xăng). 

Pin nhiên liệu là thành phần chính của ô tô chạy bằng hydro, nó biến khí hydro dự trữ (bằng cách trộn nó với oxy) thành điện năng. Điện này sau đó được sử dụng để cung cấp năng lượng cho một động cơ điện để chạy chiếc xe mà không có bất kỳ khí thải độc hại nào. Trên thực tế, sản phẩm phụ duy nhất của toàn bộ quá trình là nước và nhiệt, là kết quả của phản ứng hóa học cơ bản giữa các nguyên tử hydro và oxy tạo thành phân tử H2O. 

Mặt khác, xe điện (EV), được cung cấp bởi động cơ điện được lấy từ dòng điện pin sạc hoặc các nguồn điện khác. Một khi chúng chuyển động, cũng không có phản ứng hóa học nào xảy ra, mà chỉ có một phản ứng điện nhờ vào pin điện đã được sạc trước đó. Nguồn điện này có thể lấy từ nhiều nguồn khác nhau trong đó có cả những nguồn gây ô nhiễm (ví dụ: nhiệt điện,…).

Cùng so sánh dựa trên những tiêu chí cơ bản hiện nay.

Với ô tô điện, phạm vi hoạt động phụ thuộc nhiều vào việc bạn mua loại xe nào. Những loại xe đắt tiền, như Tesla Model 3 Long Range có phạm vi hoạt động tối đa là 576 km, 2022 Nissan Ariya khoảng 500km hoặc 460km với dòng Vinfast VF 8 của Việt Nam.

Xe chạy bằng pin nhiên liệu hydro cung cấp phạm vi hoạt động lớn hơn và thời gian tiếp nhiên liệu cũng nhanh hơn. Chỉ với 5 phút nạp nhiên liệu của xe hydro tương đương với xe xăng, Toyota mirai 2022 đã chạy được quãng đường 650km. Trong khi bộ sạc nhanh của Tesla (công suất 120 kW) cung cấp cho pin 80% năng lượng trong nửa giờ, BMW hoặc Nissan có thể mất khoảng 4 hoặc 8 giờ tương ứng để được sạc đầy.

Tuy nhiên, các loại xe chạy bằng hydro vẫn có xu hướng đắt hơn khi mua trên thị trường vẫn chưa có bất kỳ mẫu xe nào ở mức bình dân.

Kết quả: Xe hydrogen 1-0 Xe điện

Ô tô chạy bằng pin nhiên liệu hydro không chỉ đắt hơn nhiều ô tô điện mà chúng còn có ít cơ sở hạ tầng hơn khi nói đến việc tiếp nhiên liệu, với chỉ khoảng 400 trạm tiếp nhiên liệu hydro hiện nay trên thế giới (bao gồm cả các trạm tư nhân). Tính đến ngày 1 tháng 3 năm 2022, California, nơi được biết đến có số trạm hydrogen nhiều nhất thế giới cũng chỉ có 123 trạm. Sự thiếu thốn về cơ sở vật chất là một nhược điểm thực sự đối với các phương tiện chạy bằng hydro vào thời điểm hiện tại, trong khi xe điện đã có hàng nghìn trạm sạc trên toàn cầu.

Kết quả: Xe hydrogen 1-1 Xe điện

An toàn đã được coi là mối quan tâm chính đối với pin nhiên liệu hydro, do tính chất rất dễ cháy của khí hydro, cháy trong không khí ở nồng độ từ 4 đến 75%. Tuy nhiên, những tiến bộ công nghệ đã giải quyết được nhiều vấn đề tiềm ẩn về an toàn này. Ví dụ, Toyota Mirai sử dụng thiết kế đã được cấp bằng sáng chế để ngăn chặn rò rỉ hydro cũng như ngắt dòng hydro trong trường hợp va chạm và bảo quản bình nhiên liệu bên ngoài cabin. Trong trường hợp không may bị rò rỉ khí, Hydro sẽ thông lên bầu khí quyển một cách vô hại. Bởi vì Hydro nhẹ hơn không khí, nó khuếch tán trực tiếp vào không gian trừ khi nó tích tụ trong không gian kín với nồng độ và áp suất lớn.

Pin điện cũng đi kèm với những mối quan tâm và thách thức về an toàn của chúng. Nếu pin lithium-ion được sử dụng một cách quá nóng hoặc sạc quá mức, chúng có thể gây thương tích. Thêm vào đó, nếu có hỏa hoạn, pin có thể bốc cháy và rất khó dập tắt vì nhiên liệu cho đám cháy không được thoát ra ngoài như với hydro. Các nhà sản xuất xe đã và đang làm việc để giải quyết những vấn đề này bằng cách điều chỉnh nhiệt độ và sử dụng nhiều bộ pin nhỏ hơn để tránh sạc quá mức.

Như với bất kỳ nguồn nhiên liệu nào, ô tô chạy bằng hydro và điện đều có những thách thức về an toàn tương đương của chúng.

Kết quả: Xe hydrogen 2-2 Xe điện

Mặc dù xe điện không thải ra khí carbon dioxide (CO2) trong quá trình sử dụng, nhưng việc sản xuất chúng gây ra tác hại đến môi trường tương tự như ô tô thông thường. Sản xuất pin lithium-ion là một quá trình tiêu tốn nhiều năng lượng, khi được bổ sung vào lượng khí thải liên quan đến sạc, tương đương với trung bình 124g CO2 mỗi km cho một pin 100kWh. Việc sản xuất pin nhiên liệu hydro cũng không tốt hơn là bao, với ngăn xếp pin nhiên liệu của Toyota Mirai tương đương 120g CO2 mỗi km, mặc dù điều này có thể giảm đáng kể khi năng lượng tái tạo được sử dụng để sản xuất hydro.

Tất nhiên, điều này có thể thay đổi trong tương lai khi công nghệ được phát triển cho cả xe chạy bằng hydro và điện.

Kết quả: Hòa 3-3

Mua xe điện có thể đắt, tùy thuộc vào từng mẫu xe và nhà sản xuất chính xác, ngay cả khi có các khoản trợ cấp của chính phủ để hỗ trợ người mua. Ngoài chi phí của chiếc xe, chủ sở hữu cũng có thể phải trả phí thuê pin theo định kỳ. Như đã đề cập ở trên, xe càng đắt tiền, phạm vi hoạt động càng lớn. Chi phí trung bình để sở hữu một chiếc xe điện tầm trung là khoảng 60.000 USD (Xe VF9 của vin fast đang có giá 56.000$ trên thị trường Hoa Kỳ). Trong khi các mẫu Tesla mới nhất hiện nay khoảng hơn 80.000$. Chi phí sạc pin từ 10$-20$ cho 1 lần sạc đầy.

Xe chạy bằng hydro đắt hơn xe điện, giá của một chiếc xe chạy bằng hydro mới có thể so sánh với giá của một chiếc xe điện cao cấp nhất. Ngoài ra, chi phí tiếp nhiên liệu cũng cao hơn, vào khoảng $100 cho một bình đầy.

Chung cuộc: Xe điện chiến thắng 4-3 xe hydro

Không thể đoán được tương lai sẽ diễn ra như thế nào, nhưng có một điều rất rõ ràng: tương lai sẽ chứng kiến chúng ta lái ô tô điện thay vì chạy bằng xăng hoặc dầu.

Điều chưa rõ ràng là liệu chúng ta sẽ nạp đầy hydro hay sạc chúng tại nhà. Điều có vẻ khả dĩ vào lúc này là chúng ta sẽ có cả hai.

Đối với một số người, sạc pin tại nhà rất tiện lợi và rẻ. Nhưng đối với những người khác, họ không thể sạc ở nhà và cần phải nạp đầy lại xe một cách nhanh chóng. Ví dụ, xe tải, xe nâng trong các khu xưởng và các tàu chở hàng cần tiếp nhiên liệu một cách ngay lập tức- vì vậy hydro được xem như một giải pháp tuyệt vời.

Các nhà sản xuất ô tô dường như đang tập trung chủ yếu vào xe điện chạy bằng pin, vì có rất ít xe chạy bằng pin nhiên liệu hydro đang được phát triển, nhưng điều đó có thể thay đổi. Hãy chờ đón trong tương lai gần.

Tài liệu tham khảo :

[1] https://cafef.vn/tu-nguon-nhien-lieu-moi-cho-xe-hoi-den-giai-phap-thay-the-cho-khi-dot-tu-nga-lieu-nang-luong-hydro-co-the-lam-nen-mot-cuoc-cach-mang-20220307115748071.chn

[2]https://vnexpress.net/trung-quoc-van-hanh-tram-nhien-lieu-hydro-dau-tien-4392525.html

[3] https://vnexpress.net/hyundai-xcient-xe-tai-chay-hydro-4332357.html

[4] https://vnexpress.net/toyota-lai-phan-doi-xe-dien-ky-vong-vao-hydro-4334178.html

[5] https://vnexpress.net/toyota-mirai-2021-gia-tu-49-500-usd-4207600.html

[6] https://cafef.vn/xe-dien-con-chua-len-ngoi-xe-chay-bang-hydro-da-lan-san-20220304160324436.chn

[7] https://www.toyota.com/mirai/

[8] https://www.tesla.com/

[9] https://vinfastauto.com/vn_vi